光子晶体光纤中超连续谱产生及应用PDF电子书下载

第1章 光子晶体光纤的特性 1

1.1 光子晶体光纤的导光原理 1

1.2 模式特性 3

1.3 高双折射特性 4

1.4 色散特性 5

1.5 非线性特性 7

1.6 损耗特性 7

1.7 光子晶体光纤的设计 8

1.7.1 平面波展开法 8

1.7.2 有效折射率法 10

1.7.3 时域有限差分法 12

1.7.4 多极法 13

1.7.5 有限元法 15

1.7.6 光纤设计中完全匹配层的设置及应用 19

1.8 光子晶体光纤的数值计算 24

1.8.1 光子晶体光纤包层有效折射率的数值模拟 24

1.8.2 光子晶体光纤色散的数值计算 26

1.8.3 光子晶体光纤色散的归一化频率 29

1.9 带隙光子晶体光纤 30

1.9.1 带隙光子晶体光纤的分类 30

1.9.2 带隙光子晶体光纤的特性 32

参考文献 34

第2章 脉冲在光子晶体光纤中的传输 39

2.1 脉冲在光纤中传输的基本理论 39

2.1.1 麦克斯韦方程组 39

2.1.2 典型的光脉冲波形 40

2.1.3 光纤中脉冲传输的基本方程 41

2.1.4 影响光脉冲传输的几个因素 44

2.2 求解非线性薛定谔方程的分步傅里叶法 45

参考文献 48

第3章 光纤中的非线性效应 49

3.1 自相位调制 49

3.1.1 非线性相移 49

3.1.2 光脉冲频谱的变化 50

3.1.3 部分相干的影响 52

3.2 色散效应 53

3.2.1 光子晶体光纤的色散理论 53

3.2.2 色散作用时的脉冲演化 55

3.2.3 色散作用时的脉冲展宽因子 57

3.2.4 色散作用时的光波分裂 57

3.3 四波混频 59

3.3.1 参量过程中的四波混频 59

3.3.2 四波混频理论分析 60

3.3.3 四波混频中的相位匹配 63

3.4 受激拉曼散射 64

3.4.1 拉曼增益谱 64

3.4.2 短脉冲的受激拉曼散射 65

3.5 交叉相位调制 69

3.5.1 XPM引起的非线性耦合 69

3.5.2 XPM导致的不对称频谱展宽 71

参考文献 75

第4章 光子晶体光纤中的超连续谱产生 78

4.1 超连续谱产生机理 78

4.1.1 SPM导致光谱展宽 78

4.1.2 交叉相位调制致频谱展宽 79

4.1.3 FWM导致光谱展宽 79

4.1.4 光纤色散的作用 80

4.1.5 SRS致光谱展宽 81

4.2 超连续谱产生的数值模拟分析 82

4.2.1 理论模型 82

4.2.2 光纤长度的影响 84

4.2.3 泵浦功率的影响 89

4.2.4 输入光脉冲初始啁啾的影响 92

4.2.5 输入初始脉冲宽度的影响 94

4.2.6 入射波长的影响 95

4.3 超连续谱产生实验研究 96

4.3.1 纳秒脉冲的超连续谱产生 96

4.3.2 皮秒脉冲的超连续谱产生 108

4.3.3 飞秒脉冲的超连续谱产生实验研究 113

4.3.4 在色散渐减光子晶体光纤中产生超连续谱 118

4.3.5 在纤芯直径不同的光子晶体光纤中产生超连续谱 121

4.3.6 在多芯光子晶体光纤产生超连续谱 123

4.4 国内外研究进展 124

参考文献 127

第5章 超连续谱光源特性研究 130

5.1 超连续谱光源的光谱特性 130

5.1.1 理论分析 130

5.1.2 超连续谱光源光谱特性测量 132

5.2 超连续谱光源的光束质量 137

5.3 超连续谱光源的相干性 143

5.3.1 相干特性 144

5.3.2 相干性分析 145

5.3.3 相干性数值计算 147

5.4 一种超连续谱光源实验研究 151

参考文献 159

第6章 超连续谱光源应用 160

6.1 简介 160

6.2 几种应用 162

6.2.1 光子晶体光纤带隙测量 162

6.2.2 生物医学应用 166

6.2.3 超高速光通信光源 171

6.2.4 光脉冲压缩 176

参考文献 184

索引 187

符号表 188

彩图 190